硅谷杂志：油气藏储层裂缝预测评价方法简析 |
| 2012-12-11 12:12 作者：李志强 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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[硅谷网12月11日文] 据《硅谷》杂志2012年第18期刊文，从油气藏储层裂缝评价的意义出发，对测井技术评价、地震技术评价、构造应力场评价等当前裂缝预测评价技术方法进行分析，总结这些方法的优势和局限性，并对裂缝预测评价新理论、新方法进行阐述。
0引言
20世纪60年，我国陆续在松辽盆地、四川盆地、吐哈盆地等多个地区发现工业性裂缝油气藏，这些油气藏储量巨大，有着很大的开发潜力，有的单井日初产可达上百吨【1】。该类油气藏的大量发现，使之作为一种新的油气藏类型，成为今后重要的一个勘探新领域，也成为新增油气储量的重要来源。这种裂缝型油气藏有多种类型，目前常见的有致密砂岩裂缝型、泥岩裂缝型、碳酸盐岩裂缝型、变质岩裂缝型和火山岩裂缝型等。油气藏的构造裂缝不仅是储层的主要储集空间，也是形成油气藏的主要动力学诱因，但裂缝型油气藏具有储层岩性复杂、非均质性严重、低渗透、储集空间复杂多变等特点，加大了裂缝性油气藏的勘探技术方法识别和评价难度。对于储层评价的前提条件是对裂缝发育带的准确预测，这对识别裂缝型油气藏具有重要作用，开展裂缝预测评价技术研究也具有重要的现实意义【2】。
1裂缝的测井技术方法评价
通过测井技术资料分析进行裂缝评价，开展裂缝型油气藏的识别，是当前油气藏勘探工作中广泛采用的方法。油气藏中裂缝的存在，会使勘探中常规测井曲线等资料出现异常响应，产生一些数据的变化，通过对这些变化的分析就可识别裂缝的相关特征。
具体裂缝预测评价时，通过获取的岩心资料标定不同地层结构的测井响应，对测井曲线上的不同响应特征进行分析，计算每种测井响应形成的模糊概率，从而对裂缝发育段的具体情况用不同响应的联合模糊概率来进行预测和评价。裂缝的长宽度、产状、密度、泥浆侵入深度、充填性状及地层流体类型等多种因素，决定了裂缝发育段在电阻率曲线上的特征。低角度裂缝会使曲线形状尖锐，深浅侧向读数降低，显示准“负差异”现象；垂直裂缝及高角度裂缝会使深浅侧向之间相对增大，显示准“正差异”现象。当滑行波沿岩石骨架传播时，裂缝的存在会导致纵波首波出现变化，时差变大；当裂缝出现进一步发育时，变化会出现更大的变化，首波能量会出现严重衰减，从而引起周波跳跃。密度补偿曲线能够体现地层密度的不同变化，从而反映裂缝造成井壁不规则的程度。裂缝的存在造成了井壁附近岩石强度的降低，可能形成沿裂缝走向的垮塌，反映在单井径曲线常规测量上，会出现裂缝发育处井径致密层扩大的现象。
通常的测井技术，在剖面上可以对裂缝发育层段、产状、储层内流体类型等进行清楚的识别，但还做不到从空间上对整个油气藏的裂缝发育带进行准确预测。随着近几年技术的不断发展，成像测井技术成为识别裂缝最直观、准确性最好的预测评价方法，常用方法包括交叉式多极子阵列声波测井、核磁共振测井、微电阻率扫描成像测井和高分辨率阵列感应测井等，对裂缝真伪都能够实行有效识别，取得了很好的应用效果。
2裂缝的地震预测技术方法评价
储层地震监测时，岩石中的裂缝会引起反射波的差异，出现岩石物性的各向异性，利用地震资料描述裂隙储层的方位分布、连通性以及与储层非均质性的空间关系，重要的一点就是分析裂缝引起的地震波的各向异性。裂隙的地震响应非常复杂，与裂隙的形状、大小、密度、延展度、所含流体类型、流体饱和程度、岩石性质等密切相关。在裂缝预测中常用到的地震反演技术，如地震属性提取、相干分析等，可以很好地划分地震相和发现断裂带，但储层裂缝预测评价效果还受到一定局限。
随着科技的发展，裂缝的地震预测技术方法有了大的创新和突破，储层裂隙的正演模拟研究越来越重要。利用获得的测井和钻井资料，建立相关的岩石物理模型和地质综合模型，通过正演模拟研究技术，对裂缝引起的地震波场和振幅变化特征进行研究，明确不同的裂缝性质与地震响应之间存在的关系，在对三维地震资料进行分析和解释时，将上述结果加以应用，从而确定出一个地区裂缝可能的发育方向、发育密度和分布特征等。当前常采用的新技术新方法有：裂缝敏感测井重构曲线预测技术、方位AVO、双正交测线法、神经网络裂缝综合识别技术、方位时差椭圆法等【3】。
3裂缝的构造应力场预测技术方法评价
构造应力场的发展变化直接关系着油气藏的保存或破坏，也影响着油田开发作业的过程，因此，在油田、矿山生产中，构造应力场的研究和应用非常普遍。构造应力场按空间、时间、主应力作用方式等可以区分为很多类型，构造应力场的研究目标因为研究目的和研究对象的不同，而出现差别。地质构造裂缝产生于远古时期，古构造应力场当时的作用方向和强度决定了裂缝产生的形状、密度、走向等发育特征，地层中裂缝的存在，为油气提供了运移的通道，从而为油气的汇聚和储集提供了空间，形成了很好的油气聚集区。目前在国内很多油气田，如长庆、胜利等油田，都在开展构造应力场的数值模拟研究，目前已对多种类型储层裂缝发育区带实现成功预测。
近三十年来，构造应力数值模拟研究虽然发展迅速，但大多数的有限元数值模拟与实际情况还存在一定差距，因为模拟的约束条件是岩石的弹性变形，这与岩石的实际变形不相符。目前在油气田构造裂缝预测研究中应用效果较好的构造应力场有限元模拟方法是弹——塑性增量法，这种方法的前提假设条件比较接近实际情况，能够基本模拟岩石的塑性变形。该方法利用微分原理，通过增量法来模拟岩石的塑性变形，以沉积微相划分、构造应力场方向、应力值测试数据、成像测井解释成果、地质构造解释成果等各种实测参数作为约束条件，使实际构造应力场的模拟能够尽可能真实，通过对数值模拟结果的分析预测裂缝发育规律及特征。
4裂缝预测评价方法的发展
油气藏储层中的裂缝系统非常复杂，大的裂缝可以形成地层断层，小的可以形成节理、矿脉这样的微观特征。在构造运动的作用下，裂缝也在不断变化，在油气开采过程中的酸化压裂工艺，可以在地层中形成数量众多的次生裂缝，很大地影响油气的运移。裂缝的复杂性增加了预测评价的困难，要把裂缝技术用好，提高经济效益，需要进一步发展研究新的预测评价技术及方法。
储层裂缝的常规预测评价，相关理论、技术、方法和经验比较成熟，但储层评价不够准确，不能从根本上解决问题。与常规方法相比，成像测井和三维地震属性体的预测评价技术具有更为独特的技术优势，它们以全新的理论，通过全新的响应关系，提供全面的信息，对所研究储层的孔隙度、饱和度和渗透率进行全面分析；构造应力场数值模拟技术中的弹—塑性增量法，能够较好地模拟岩石的塑性变形过程，对裂缝发育区带实现比较准确的预测。这些近些年出现的裂缝预测的技术和方法，减小了储层评价的计算误差，提高了评价精度。
要想实现裂缝预测技术新的发展，必须开展多学科的综合研究，将测井技术、地震技术和构造应力场数值模拟技术研究密切结合，发挥各项技术优势，相互映证，提高预测评价的精度和准确性。同时，加强技术合作，注重吸取国内外石油公司和研究机构的先进技术和成功经验，取长补短，争取新的技术突破。
5结束语
传统的勘探技术和评价方法，虽然存在一些局限和不足，但对于油气藏储层裂缝预测提供了重要依据，在此基础上发展起来的一些新技术和新方法，在分析应用的深度和地质评价效果发挥上也还需要不断的发展和完善。通过多学科融合，开展全面技术合作，研究和推广全新的预测评价技术和方法，已成为裂缝型油气藏有效开发的重要条件。
作者简介：
李志强（1985-），男，山东潍坊人，中国石油大学（华东）地球资源与信息学院，石油地质专业研究生。
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